初中物理探究式教学策略的实践研究

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四川师范大学硕士学位论文新课程背景下初中物理探究式教学策略的实践研究姓名：郭丽艳申请学位级别：硕士专业：学科·物理指导教师：刘桂荣20090501 摘要为适应现代课程发展的需要，推动基础教育课程改革从理念向实践的过渡，更好的驾驭探究教学，提高学生科学探究的能力和意识，本研究依据新课程理念，以元认知理论、建构主义理论为基础，结合初中生心理特点，针对不同的教学内容，提出相应的“探究式教学策略’’，进行教学的实践与研究。本研究以实验法为主调查法为辅，采取“等组前测一后测准实验设计模式"，选取天津市南锋中学九年级的两个平行班作为研究对象，随机选取班内水平相近的学生各30人。随机选取九年9班为对照班，实施“传统授受式教学策略"，九年10班为实验班，实施“探究式教学策略"进行物理教学。“探究式教学策略"由准备策略、针对不同教学内容的具体教学策略和探究式教学辅助策略组成。其中针对不同的教学内容采取的具体教学策略包括：物理概念建立过程的探究活动教学策略；观察、发现和解决问题的探究活动教学策略；有关定理、原理的探究教学策略；针对教材中没有明确结论的探究内容的教学策略；针对与社会问题相联系的探究活动的教学策略。将两班的物理成绩以及物理学习兴趣、物理学习能力的测量数据输入计算机，用Excel软件进行统计分析，对差异显著性运用z检验。本研究结果表明，在初中物理教学中实施“探究式教学策略’’对教学效果已产生积极作用，收到了预期的研究效果，即有利于提高学生对物理的学习兴趣、有利于提高学生的物理成绩，有利于提高学生的物理学习能力。“探究式教学策略’’的运用极大程度地调动了学生学习的积极性和主动性，充分发挥了新课程理念倡导的教师的主导作用和学生的主体作用，为高效的探究教学提供了可行性方法，对推进基础教育改革的深入发展具有现实意义和借鉴价值。关键词：探究式教学教学策略元认知建构主义 AbstractInordertoadapttotherequirementformoderncoursedevelopment，todevelopthereforillationofthebasiceducationfromtheorytopractice．tohelpusetheInquiry-basedTeachingTheorybetter,toimprovestudents’abilityandconsciousnessaboutscienceresearching，basedonMetaCognitionandConstructivismTheoryinNewCourseConceptaswellastheiuniorhighschoolstudents’featuresanddifferentteachingcentents，thisreportgivestheInquiry-basedStrategyanddescribestheprocessandresultforthestrategyinpracticeandresearch．Inthisstudy,ExperimentMethodisthemainmethodandSurveyMethodisallaidingmethod．“Before．testandARer-testExperimentDesignModelinSame．1eveledGroups”isadopted．TianjinNanfengMiddleSchoolstudentsalestudied．Tllirtystudentsinbomofthesame。leveledclassesarechosenrandomly．ClassNineinGradeNineischosenasthecomparedclasswiththeTraditionalTeachingStrategywhileClassTeninGradeNineischosentobestudiedwith“Inquiry-basedTeachingStrategy'’tolearnphysics．“Inquiry-basedTeachingTheory'’consistsofReadyStrategyandDetailedTeachingStrategyfordifferentteachingcontentsandInquiry-basedTeachingAidingTheory．DetailedTeachingStrategyfordifferentteachingcontentsincludes：Inquiry-basedStrategyforphysicsnotion,Inquiry-basedStrategyfortherelatedtheorems、principles，Inquiry-basedStrategyforthecontentswithoutclearconclusion,Inquin，-basedStrategyfortheactivitieswiththesocietyproblems．Thephysicsgrades，interestandlearningabilityintwoclassesareputintocomputerandanalyzedwithExcelandtestedfortheobviOIlSdifferencewithZ．TheresultintheresearchshowsifInquiry-basedTeachingTheoryisused，itwilltakeallactiveeffectonteachinggradesandgetanticipatedstudyeffect--helpingtodevelopthestudents’interestforlearningphysics，togetbetterphysicsgradesandtoimprovestudents’abilityonlearningphysics．Inquiry-basedTeachingTheorymakesstudentstakeanactivepartinphysicsstudy．Ithelpstheteacherstoteachasguidersandstudentstolearnashosts．Atthesametime，itoffersapracticalmethodforhi曲effectiveinquiry-basedteaching．Inqu证v-basedTeachingTheorywhichcanbeborrowedisverymeaningfulandvaluableforbasiceducation’Sdeepreformation．Keywords：Inquiry-basedTeachingMetaCognitionTeachStrategyConstructivismTheory 独创性声明本人卢明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丕盗!至垫盘鲎或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文版权使用授权书本人完全了解大津师范火学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：{酶而牡导师签名：U日期： 1引言1．1问题陈述物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。物理学科的教育要符合物理学科的特点。“四书”之一的《大学》里这样说：一个人教育的出发点是“格物’’和“致知"。就是说，从探察物体而得到知识。用这两个词语描写现代学术和教育的发展是再恰当没有了。现代学术的基础就是实地的探察，就是现在所谓的实验。从实验现象及数据上升到理论的整个过程就是科学探究。纵观物理学史可知，实验是物理理论的基础和源泉，是物理发展的基本动力。实验对于物理的学说、理论，往往能提供原则性的线索和决定性的判断，没有实验就不可能建立令人信服的理论。一个成功的实验需要的是眼光、勇气和毅力。人类发展的每一步仿佛都在要人们记住：寻求真理的唯一途径是对事物客观的探究。探索的过程不是消极的袖手旁观，而是有想象有计划的探索。【l】中学物理教学还必须考虑到学生年龄和心理特征，引导他们的认知从感性阶段向理性阶段过渡。善于从具体事物启发他们认识这五光十色的世界，培养他们观察、探索的兴趣和能力。传统的物理教学目标强调对知识与技能的掌握，以应试为中心，教师直接灌输概念、规律，学生反复记忆和练习，即使有课堂实验也基本上是教师演示的验证性实验，使物理学习脱离了知识与能力的实际形成过程。传统授受式教学的做法限制了学生主观能动性的发挥，容易让学生产生厌学情绪，孤立地把大脑当作知识的容器，忽视手脑并用的实践活动不利于学生认知能力的提高和创造才能的萌发。义务教育阶段的物理课程要让学生学习初步的物理知识与技能，经历基本的科学探究过程，受到科学态度和科学精神的熏陶；它是以提高全体学生的科学素质、促进学生的全面发展为主要目标的自然科学基础课程。所以在义务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，还应注重将物理科学的新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养。因此物理课程的构建应注重让学生经历从自然到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究实践，注重物理学科与其他学科的融合，使学生得到全面发展。在《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》(以下简称标准)中，科学探究既是学生的学习目标， 又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。船1学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。现阶段课改所倡导的由学生“自主、探究、合作"学习的理念逐渐深入教师心灵，改变着现有的课堂和教学方式。然而新课程背景下的物理课堂探究实验教学中仍存在不少问题：思维力度不够的提问与讨论；用简单过程替代了科学的探究；教学内容的拓宽脱离学生的认知能力和水平：似是而非的提问与解答等。一堂课仅有45分钟，要完成整个探究过程是很难的，如果不假思索的硬要兼顾教学进度和探究过程，难免使学生在提出问题、做出假设的过程中受到教师和实验器材的限制，使探究过程流于形式、简单乏味。这样的探究过程对学生的科学素养的培养反而是有害的，还不如不搞。科学探究所追求的过程应该是实事求是的过程，不应该是应付、走过场、更不能弄虚作假。联合国教科文组织中国教育学术交流中心“2l世纪学校优质教育研究’’课题组提出“优质教育是高质量与高效益统一的教育’’。口1基于目前教育改革从理论过渡到实践的迫切需要，落实新课程标准的三维目标，本研究在初中物理教学中结合教材特点、学生特点，为实现优质教育尝试进行物理探究式教学策略的实践研究。即在新课程理念的指导下，结合不同的教学内容提出具体的探究式教学策略，并辅以教学准备策略和教学辅助策略，在初中物理教学中进行实践研究，考查实施效果，进行经验总结。1．2背景材料及分析1．2．1什么是探究式教学美国《国家科学教育标准》中对科学探究是这样描述的：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获得的事实证据做出解释的各种方式，探究也指学生用以获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动。"H1我国国家课程教材研究所柴西琴对此也曾有这样的论述：“科学探究是在一定的信念和假设指导下进行的，它可以是指科学领域里的探究，即科学家提出关于自然界的问题，寻求答案，深化理解的过程；也可以是指学生在科学课堂所进行的探究，即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念，领悟科学家研究自然界所用的方法而进行2 的各种活动，包括观察、提出假设、测量、制作器材、进行实验、建立模型和交流评估等。刀探究式教学就是以探究为主的教学，具体来说指教学过程是以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围事物及生活实际为参照对象，以教师的启发引导为保障，为学生提供充分而且自由地表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。探究式课堂教学特别注重培养学生的学习能力，发展学生的创造性思维，开发学生的智力，力图通过探究引导学生学会学习和掌握科学方法，为终身学习和工作奠定基础。教师作为探究式课堂教学的主导，其任务是调动学生的积极性，促使学生自己去获取知识、发展能力，做到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题；与此同时，教师还要为学生的学习创设探究的情境，营造探究的氛围，促使探究的开展，把握探究的深度，评价探究的优缺点。学生作为探究式课堂教学的主人，自然而然的明确探究的目标、思考探究的问题、掌握探究的方法、打开探究的思路、交流探究的内容、利用教师提供的条件、总结探究的结果。探究式教学的核心目标是帮助学生实现探究式学习。探究式学习(或称探究性学习)是Inquirylearning的主流译名。根据布兰斯福特(J．B．Bransford)等人的看法，在探究式学习的学习活动中，学习者或个体独立或小组、集体合作探究一个或虚拟或真实的现象、事物，并得出最终结论。根据罗星凯的分析，探究式学习是一种在好奇心的驱使下，以问题为导向学生有高度智力投入而且内容和形式都十分丰富的学习活动。这一概念与国外有关学者提出的发现学习(Discoverylearning)、以问题为基础的学习(Problem-basedlearning)、以项目为基础的学习(Project—basedlearning)含义相近，与我国学者提出的研究性学习概念，从本质上看，也没有什么区别，都是与传统的、被动的“接受性学习"相对的一个概念，都是一种以问题为依托的学习，是学生通过主动探究解决问题的过程。它不同于以记忆为基础的学习，也不是基于模仿而进行的学习，而是以直接经验为基础，富有创新、积极主动地构建知识、领悟科学研究方法、形成科学观念的各种活动。瞳们在探究式教学中，教育者关注的不再是应该以什么方式最有效地传递知识以及使知识被学生最准确的理解和最牢固的掌握，而是如何更有效地为学习者提供支持、帮助和给养以影响他们的环境和意义的自主建构，从而促成探究的成功，强调学习者应该弄清楚知识发生和应用的真实世界情境是什么。这些探究式学习的机会应该涵盖学习者在真 实世界中将遇到的大多数认知需要。在探究式教学中教师的作用和任务主要是：在探究前负责预先选择好、设计好情境并呈现情境，在探究过程中提供咨询、提醒、质疑、指导、引导等各种帮助、支持和服务，教师充当咨询者、质疑者、指导者、引导者、学习向导，在探究过程中，教师同时也是“共同学习者"(学习伙伴、学习同伴)，还是参与评价者、权力分享者。∞1在物理教学中进行的探究是教师指导下的探究。教师指导下的探究应通过探究满足学生的求知欲；通过探究获得关于身边世界的经验和理解；通过探究培养科学思维能力，锻炼问题解决能力、合作与交流能力，培养科学精神与态度，初步习得科学方法。尤其应注意引导学生通过直接参与探究过程，并通过自己的反省与思考，从亲身体验中获得对探究特征的深刻认识，以及深刻理解探究是怎样导致科学发现的。喳1在一个开展得较好的探究活动中，教师应该是这样的：它能使学生以不同的方式概括、探索和解决各种各样的矛盾。当然，这很不容易，帮助别人靠自己做事比告诉他们做什么、怎么做要难得多。正如皮亚杰在评论教学方法时所说的“所提倡的教学方法越好，教师的任务就越艰难’’。阳3总之，探究式教学的出发点是学生，是设法使学生进行更充分、更有意义的探究，不是“学”服从于“教”，而是“教’’为了“学’’服务。1．2．2什么是教学策略所谓策略离不开元认知活动，强调的是在元认知的作用下，为实现特定目标而运用方式方法的技巧，也就是对方式方法的选择和运用所进行的调控。口1教学策略是一个总体概念，它涉及一系列的教学技能，但又不是教学技能的简单积累和罗列。加纳认为，策略总含有某些意识成分，意识的参与含有选择的意味，策略就是对达到教学目标的各种途径的明智的选择。当然，在大量的教学实践之后，策略可以达到一定程度的自动化，这样各种策略才能同时并用而不致超载。教学策略不仅包括对教学方法的选择，还包括对教学形式的选择，而且在具体的教学方法及其组合上也存在着策略问题。在教学活动中，教学方法为教学策略服务，教学方法的使用过程中，包含和体现着教学策略的意图。教学策略视角是为了实现教学目标，根据教学情境的特点，对教学实施过程进行的系统决策活动。口1教学策略不同于一般的教学方法，是将教学方法的选择置于广阔的教学情境及教学方法选用的各种变量及变量之间的关系中，将教学方法提高到一般策略性的水平。教学策略的运用是一个动态的过程。教学策略的建立和使用，包含着两个过程，一是对教学4 方法的选择和使用过程，一是对教学活动的控制过程。而且这两个过程又常常随着情境的变化而变化，处于不断的运动和变化之中。口1教学策略以学习策略为基础，是教师的教与学生的学的双边活动。教学策略既包括教师对教学内容、教学手段和教学方法在教学活动中的控制，也包括对学生的学习活动与学习方法的控制。而且应以学习策略为基础，以教学目标和学生特点为依据制定教学策略。口1而教学策略的选择和使用，都应该建立在深入了解其内涵的基础上，力求有利于物理思维的激活，有利于物理知识的理解和建构，根据不同的教学目标、内容、学生的认知心理规律和教学条件以及学生的能力水平等，灵活恰当地选用教学策略，并善于将各种方法有机地结合起来。1．2．3中学生的心理特征初中阶段一般是思维发展的转折期，即思维开始由经验型向理论型发展(形象思维向抽象思维发展)，是处于逻辑思维的新起点上。也就是说初中生的思维处于从具体思维向抽象思维过渡的阶段，在他们的思维活动中有具体形象思维的成分，也有抽象逻辑思维的成分，但抽象逻辑思维开始逐渐占有相对的优势，主要表现在：初中生已经能掌握一些基本的抽象概念，能较好地根据事物的本质特征和内在联系进行恰当的判断，并做出必要的说明和论证。他们的推理能力也在不断发展，已能根据几个前提推出合乎逻辑的结论。他们对事物间的因果关系的理解逐渐加深，不仅能从原因推出结果，也能从结果找到原因，并且还能从许多原因中分出主要的、次要的原因。他们喜欢探讨问题发生的原因，能证实和论证事物或现象间较为复杂的因果关系。中学生的这些心理发展特点表明，他们已具备初步的自学能力，为教师采取以学生为主实施教学的可行性奠定了基石。嗍初中生思维的批判性也有了显著发展。他们开始用批判的眼光看待周围的事物，不满足于老师的说教和书本现成的结论，喜欢刨根问底。他们对自己的观点和意见，也常常经过反复思考去寻找比较充分的理由和论据，这一切为教师教学组织学生探究，提供了可靠的依据。哺1心理学研究表明，尽管初中生的思维批判性、独立性有了较大发展，但还是不成熟，容易产生固执、偏激和不良倾向。中学生的情绪特点是热情、容易动感情、感情反应较强烈、易受感染、容易冲动，情绪转移也较快，自我控制能力有所提高，但多数情况下还比较肤浅和不够成熟，遇到挫折仍易产生消极情绪。陋1所以，初中生的探究活动还需5 要在老师的指导和帮助下进行，在适合学生合作交流的运作模式中培养学生的合作意识，体验互相帮助解决问题的快乐。另外探究的课题也是根据教材和实际情况进行筛选、重组、补充的适合学生的典型化、简约化的活动过程。探究式教学是社会和教育发展的呼唤，初中生的心理特点是探究式教学生根发芽的沃土。探究式教学策略的实践、归纳和总结试图深化、推进基础教育课程改革，为教育教学实践提供一些可借鉴的经验。1．3本研究的意义纵观几十年世界教育的发展，已经经历了知识型教育阶段、智能型教育阶段，现在已步入创造型教育阶段。这种教育阶段的变化，是历史的必然，是由社会生产力发展状况、人类知识积累的程度以及教育自身的发展所决定的。知识型教育是以教师传授知识为根本或最终目的的教育，是人类历史上的一种原始教育。智能型教育是以开发智力、培养能力为中心的教育，是较高层次的教育，但仍存在许多问题，未能真正解决“生有涯，学无涯"的矛盾。为此，人类教育必须由智能型教育向创造型教育转化。心理学研究表明：每个学生都有学习主动性和独立探究的能力，只不过有些是潜在的。传统的教学方式不利于发展学生的这种能力。探究性教学是在遵循教育心理学规律的前提下，创设开放的、生动的、民主的、和谐的教学情景，放权于学生，充分展示学生的探究能力，释放学生内在的探究能量。陶行知先生说过，先生拿“做’’来教乃是真教，学生拿“做"来学方是实学。眼见不如手经，只有在实践中学习，学生的才智和创造力才能得以发挥。要充分利用青少年的特点：富有创造性，敢想敢为，乐意通过自己的探索掌握某一知识，渴望通过自我表现，将自我价值展示给人们看，以求得到别人的理解和承认。张大昌先生在《义务教育物理课程改革的方向》一文中指出：“过去学生主要以被动的形式学习科技知识，今后物理课程的改革应该强调科学探究在学习中的运用，让学生经历科学探究的过程，不但可以学到科学知识、练习操作技能，而且能够进一步激发学生对科学的兴趣，掌握一些认识未知事物的方法，发展学生的实践能力和创新意识。不仅如此，探究活动在学生对科学本质的理解和科学价值观的树立方面，也能起到不可替代的作用。"由此可见，在课堂教学中，有意识地设计各种探究活动，充分培养学生的科学探究意识和能力迫在眉睫。在新一轮的课程改革中，义务教育阶段物理课程的教学目标是培养全体学生的科学素养。课程的基本理念之一是“注重科学探究，提倡学习方式多样化"，6 首次将科学探究纳入内容标准。《标准》指出：“科学探究既是学生学习的目标，也是重要的教学方式之一。"在实际的教学中，要求变以教师的教为主为学生的学为主，充分发挥学生的主体地位和学习的主动性；变重结果教学为重过程教学，让学生在探究活动中经历与科学家相似的过程，从中体验探究的乐趣，在探究过程中，培养科学的思维方法，锻炼获得知识的能力，为学生的终身发展打下良好的基础。阻3在教学过程中，教师们面临着一个共同的问题，就是在教学中如何运用科学探究，驾驭好探究教学。这就需要教师做大量准备工作，制定渗透于教学各个环节、适应新教材的探究式教学策略，在课堂内外开展探究式教学，培养学生的探究能力。在探究式教学中，不同的教学环节要相互配合，相互渗透，相互促进，采用不同的教学策略，灵活有序而又科学地安排学生探究的过程，是保证探究质量的关键。如何进行探究式教学策略的开发与设计，既是一个理论问题，也是一个亟待解决的现实问题。1．4．理论依据1．4．1元认知理论“元认知’’是继识别、记忆、注意、思维之后的属认知心理学的一个新名词。首先使用该名词的是美国心理学家弗拉维尔(JuddFlavell)。尽管迄今为止对此概念的表述尚未统一，但一般都认为“元认知就是对认知的认知"。元认知理论包括：“元认知知识’’、和“元认知控制’’。“元认知知识"包括三个方面：“有关学习者本身的知识"、“有关任务的知识"和“有关学习策略及其使用的知识"。我们可以通俗地认为元认知就是对认知结果的再认知，是对原来形成的认知结构经过元认知体验，进行元认知调控，建立新的认知结构，并不断重复这种认知活动的一种认知活动。就学生而言的元认知就是学生对自己的学习认知过程的自我觉察、自我评价和自我调节。“元认知控制”是对认知行为的管理和控制，是主体在进行认知活动的全过程中，将自己正在进行的认知活动为意识对象，不断地对其进行积极、自觉的监视、控制和调节。这种过程在工作记忆中进行操作。“元认知控制’’包括检查是否理解、预测结果、评价某个尝试的有效性、计划下一步动作、测查策略，确定当时的时机和努力、修改或变换策略以克服所遇到的困难等等。概括起来，包括这样三个方面：(1)计划，即根据认知活动的特定目标，在一项认知活动之前计划各种活动，预计结果、选择策略，想象7 出各种解决问题的方法，并预估其有效性；(2)监视，即在认知活动进行的实际过程中，根据认知目标及时评价、反馈认知活动的结果与不足，正确估计自己达到认知目标的程度、水平；根据有效性标准评价各种认知行动、策略的效果；(3)调节，即根据对认知活动结果的检查，如发现问题，则采取相应的补救措施，根据对认知策略的效果的检查，及时修正、调整认知策略。一般来说，“元认知控制"与认知目标、认知课题和情境等因素密切相联。n们教师可以教学生使用许多不同的策略。概括起来，元认知策略可分为三种：(1)计划策略。包括设置学习目标、浏览阅读材料、产生待回答的问题以及分析如何完成学习任务。(2)监控策略。包括阅读时对注意加以跟踪，对材料进行自我提问。(3)调解策略。与监控策略有关，能帮助学生矫正他们的学习行为，使他们补救理解上的不足。n¨教师增强自身的元认知意识，有助于将学生的学习、记忆、理解、注意、交往、解决问题、社会认知等各方面的活动作为一个完整的系统来研究，强调学生在科学学习活动过程中的智力因素和非智力因素之间的相互作用；有助于教师立足于学生的高级心理活动，从动态的角度去认识学生学习策略、学习能力的实质及其规律，使得教师针对学生探究的引导与启发，更科学、更合理、更灵活、更有效；能够有效指导学生自觉或不自觉地渗透元认知要素于科学探究的过程中去，引导学生从事类似科学工作者式的有效的科学探究。使得学生在自觉、有意识的宏观调控下，逐渐提高探究思维的活跃程度，拓展发散思维的广度，加深定向思维的深度，从而提高探究行为的多维有效性以及目标指向性。从而使学生在真实、可信、自主、有效的科学探究过程中，自觉建构有意义的科学知识、形成多元的科学技能、归纳与科学家类似的探究方法、体验科学探究的乐趣、领悟科学思想和精神。1．4．2建构主义理论建构主义(constructivism)也译作结构主义，其最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰(J．Piaget)。他是认知发展领域最有影响的一位心理学家，他所创立的关于儿童认知发展的学派被人们称为日内瓦学派。皮亚杰的理论充满唯物辩证法，他坚持从内因和外因相互作用的观点来研究儿童的认知发展。他认为，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展。儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应"。同化是指把外部环境中的有关信息吸收进来并结合至1]JL童已有的认知结构(也称“图式")中，即个体把外界刺激所提供的信 息整合到自己原有认知结构内的过程；顺应是指外部环境发生变化，而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的儿童认知结构发生重组与改造的过程，即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程。可见，同化是认知结构数量的扩充(图式扩充)，而顺应则是认知结构性质的改变(图式改变)。认知个体(儿童)就是通过同化与顺应这两种形式来达到与周围环境的平衡：当儿童能用现有图式去同化新信息时，他是处于一种平衡的认知状态；而当现有图式不能同化新信息时，平衡即被破坏，而修改或创造新图式(即顺应)的过程就是寻找新的平衡的过程。儿童的认知结构就是通过同化与顺应过程逐步建构起来，并在“平衡——不平衡——新的平衡"的循环中得到不断的丰富、提高和发展。这就是皮亚杰关于建构主义的基本观点。在皮亚杰的上述理论的基础上，科尔伯格在认知结构的性质与认知结构的发展条件等方面作了进一步的研究；斯腾伯格和卡茨等人则强调了个体的主动性在建构认知结构过程中的关键作用，并对认知过程中如何发挥个体的主动性作了认真的探索；维果斯基创立的“文化历史发展理论"则强调认知过程中学习者所处社会文化历史背景的作用，在此基础上以维果斯基为首的维列鲁学派深入地研究了“活动”和“社会交往"在人的高级心理机能发展中的重要作用。所有这些研究都使建构主义理论得到进一步的丰富和完善，为实际应用于教学过程创造了条件。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习，也就是说，既强调学习者的认知主体作用，又不忽视教师的指导作用，教师是意义建构的帮助者、促进者，而不是知识的传授者与灌输者。学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和被灌输的对象。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：(1)要用探索法、发现法去建构知识的意义；(2)在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；(3)要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系"与“思考’’是意义构建的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的协商过程(即交流、讨论的过程)结合起来，则学生意义建构的效率会更高、质量会更好。协商有“自我协商’’与“相互协商’’(也叫“内部协商"与9 “社会协商”)两种，自我协商是指自己和自己争辩什么是正确的；相互协商则指学习小组内部相互之间的讨论与辩论。n21教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个方面发挥指导作用：(1)培养学生的学习兴趣，激发学生形成学习动机；(2)通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义；(3)为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习(开展讨论与交流)，并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。引导的方法包括：提出适当的问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向深入以加深学生对所学内容的理解；要创设条件或通过恰当的运作机制是学生自己去发现规律、自己去修正错误的或片面的认识。1．4．3现有教学策略的研究1．4．3．1顾泠沅对教学策略的研究顾泠沅曾经提出要重视学科教学策略，文章从认知过程的四个要素的角度探讨了教学策略的问题。·激起认知动因的策略。真正的学习需要学生全部心理活动的参与。为了使学生的学习热情保持在最佳状态，应该从几个方面改进策略：(1)组织和指导学生的学习活动，使他们真正参与到教学过程中来。(2)以实际行动关心全体学生的成长，使他们“亲其师，信其道"。·组织认知内容的策略。学生头脑里的知识体系是由课程、教材、教学方案的构成和序列转化而来的，因此必须追求便于学生理解和应用的呈示方式。对此，下列策略值得注意：(1)根据学生的年龄特征和不同发展阶段的特点，有步骤地提高所呈示的知识和经验的结构化程度。(2)组织最佳的有序累积过程，并注重知识的问题化。·安排认知方法的策略。学习是获得知识经验的学与进行行为实践的习相结合活动范畴，学生的行为结构与心理结构具有不可分割的密切联系。以前的教学常有偏颇，现在应该特别重视学生的主动活动。(1)最有效的学习方法应是让学生在体验和创造的过程中学习。(2)实现最佳教学过程的关键是接受式与活动式互相补充、合理结合。·利用认知结果的策略。教学目标达成的最佳控制必须依赖于反馈策略。实际上，反馈作为适应技巧，可以调节学生的学习行为和教师的施教行为，以使教学相长；作为运行机制，则有助于掌握各个教学过程始末的因果联系。在这方面有下述策略可供选择：lO (1)及时了解教学效果，随时调整教学。(2)改善控制机制是高效学习的现实途径。[13】1．4．3．2施良方、崔允漭对课堂教学策略的研究施良方、崔允沸根据课堂教学过程的展开，将课堂教学策略分为课堂教学准备策略、主要教学行为策略、辅助教学行为策略、课堂管理行为策略及课堂教学评价策略五个方面。●课堂教学准备策略。教学是一种有目的、有计划的行动，因此在活动之前，教师需要进行必要的准备，在头脑中或书面上做一个计划。这里的教学准备策略涵盖了课堂教学的基本要素，即教学的目标、内容、行为和组织形式。·主要教学行为策略。主要教学行为是教师在课堂上为完成某一目标或内容定向的任务所表现出来的行为。这里包括呈示、对话和指导三种主要的教学行为策略。每种教学行为都是作为整个教学程序的组成部份而存在的，教师在实际应用教学行为时有一个选择和组合的过程。选择和组合时既要依据教学目标、教学内容和学生特点，又要考虑每种教学行为自身的功能和表现形式。·辅助教学行为策略。辅助教学行为是指教师在课堂上为完成那些以学生学习状况或教学情景问题为定向的任务所表现出来的行为。它是为主要教学行为服务的，与主要教学行为不同的是，主要教学行为往往是直接的、外显的、经过专门设计的，而辅助教学行为通常表现为间接的、有时是内隐的，而且偶发性较强。主要包括四种辅助教学行为策略一学习动机的培养与激发、有效的课堂交流、课堂强化技术和积极的教师期望。●课堂管理行为策略。课堂管理是指教师为了保证课堂教学的秩序和效益，协调课堂中人与事、时间与空间等各种因素及其关系的过程。课堂行为管理是课堂管理行为中的重要组成部分，它不仅有助于维持良好的课堂教学秩序，约束和控制有碍学习的问题行为，而且有助于激励学生潜能的释放，引导学生从事积极的学习活动，提高学习效率。·课堂教学评价策略。教学评价策略发生在课堂教学之后，是教师或他人对教学过程做出价值判断的策略。它主要涉及学生学业成就的评定与教师教学工作业绩的考评，此外，还涉及家庭作业的布置等。n钔以上研究成果符合学生学习的认知规律，其中的教学组织方法和准备、辅助教学的 理念非常适合运用到物理探究教学中。在当前新课程改革的大环境下，搞好探究式教学是新课程标准的教学核心。落实有效的探究式教学策略需结合教材内容和学生特点精心设计准备，而探究式教学也绝不仅仅是课堂上45分钟的事，如何在课上课下营造探究的氛围，如何利用有效的组织形式调动学生的积极性，如何针对不同教学内容设计不同的教学策略并进行积极有效的指导和组织是本研究的努力方向。1．5问题与假设问题：采用探究式教学策略与传统授受式教学策略进行物理教学对初中生物理学习效果的影响。假设：采用探究式教学策略进行物理教学对初中生物理学习效果有积极影响。1．采用探究式教学策略进行物理教学有利于提高初中生对物理的学习兴趣。2．采用探究式教学策略进行物理教学有利于提高初中生的物理成绩。3．采用探究式教学策略进行物理教学有利于提高初中生物理学习能力。2研究方法与步骤2．1研究方法在研究过程中以实验法为主调查法为辅，采取“等组前测一后测准实验设计模式’’进行实验。实验前、后对两班被试学生的物理成绩、学习兴趣、学习能力进行测试，同时还辅以调查法、统计法等，使实验过程的研究方法做到可测可操作。2．1．1被试选取研究对象为天津市南锋中学九年级的两个平行班，经前测两个班的物理成绩、学习兴趣、物理学习能力基本相同，随机选取班内水平相近的学生各30人。随机指定九年10班为实验班，九年9班为对照班。2．1．2变量分析2．1．2．1自变量：采用两种不同的教学策略进行物理教学。实验班采用探究式教学策略进行物理教学。对照班采用传统授受式教学策略进行物理教学。2．1．2．2因变量：教学效果的直接测试指标为物理学习成绩，测试试卷采用八年级第二学期期末考试12 试卷，该测验由全区统考、统阅、统登，有较高的信度和效度。教学效果的间接测试指标为学生对物理的学习兴趣及物理学习能力水平。两方面均以问卷调查的方式进行统计。调查问卷均采用已正式发表并具有较高信度、效度的问卷。2．1．2．3无关变量及控制方法无关变量控制方法教学内容采用同一版本教材，学习同一部分知识教学时间课时数相同，两班授课先后顺序均等学生基础八年级第二学期期末物理考试平均成绩基本相同学生的物理学习兴趣和学习能力水平相近教师个性同一名物理教师授课，其他任课教师相同学生性别、年龄两个班男女比例相同，年龄结构相同2．2实施步骤2．2．1物理探究式教学策略要在物理教学过程中指导好学生的探究活动就要加倍关注学生，时刻了解学生的需要、学生的水平、学生的兴奋点。那么，这不仅是课堂45分钟的事，这需要一个整体的规则和运作模式，创造探究的氛围帮助学生学会利用教育资源、使质疑、探究逐渐变成学生的习惯。再加上课内外灵活恰当的教学策略，将学生感兴趣的东西与知识探究以及生活实际联系在一起，引发进一步的思考和探究。2．2．1．1物理探究式教学的准备策略搞物理探究活动遇到的首要问题就是时间。物理教学中需要探究的问题很多，学生还要面临升学考试，肯定没有足够的时间在课上对所有的学习内容进行深入的探究。但如果仅偏重讲解知识，对于探究过程一带而过或追求一种形式上的探究，则又违背了教改的意图。那么时间问题到底如何解决呢?只有教师更精心的备课，给学生布置具体而又实际的预习作业，创造适当的合作与竞争环境，让学生在课前就能够比较深入的思考学习内容中需探究的问题。①分配学习小组以学生自由结合的形式组成四至六人的学习小组。一般学生会与性格相近并要好的同学结合成一组，他们课下本来也会经常在一起，互相之间也会有更多的理解和支持， 这样能较好的保证课下探究活动的有效实施。由小组成员轮流担任组长完成不同课题的课下探究作业。由于自由结合在一起的学生多数水平会相差不多，这样可以有效避免学习好的学生独霸天下，而学习较差学生偷懒钻空子的现象。而且小组成员轮流担任课题组长，即使是能力强的学生在同一组也会有充分发挥的机会。而在一个轮流周期内，课题组长也由学生自主承担，充分调动学生自主学习的积极性。学习小组中肯定会有由学习成绩不好主动性不强的学生凑成的小组，这样的学生独立完成探究任务肯定有困难，那么教师正好可以参与其中，实施一些具体的督促和指导，这样既能做到分层次教学，又会让较有实力的小组更加不敢怠慢。这样，合理利用学生间的合作意识和竞争意识，激发他们各自的内驱力，促使他们主动探究，最终达到知识和能力的共同提高。②布置预习题目古人语：“凡事预则立，不预则废。一预习是学生学习过程中重要的一个环节，我们不能简单地认为预习仅仅是为听课服务，它的好处远不止这一点。国际2l世纪教育委员会向联合国教科文组织提交的教育报告《学习——内在的财富》一书中指出：2l世纪是学习的世纪，终身学习是21世纪人的通行证，而终身学习通过学会求知、学会做事、学会共处、学会做人来实现。其中提到的“学会求知"就是要求我们要学会学习。学会学习，要有强烈的学习动机，‘有探索未知的热情，有实事求是的科学态度，有丰厚的人文精神等。提前预习，可以锻炼学生独立思考的能力，有利于调动学生在课堂学习中的主动性。这种学习方法如能长期坚持，就能不断提高自己的自学能力。可以说，自学能力关系到人的一生的学习。然而能力并不是有需要就能自己完全自觉形成的。那么教师布置的高质量的预习题目，不仅能帮助学生理解新知，更能在潜移默化中帮助学生学会学习。要想让学生较高质量的完成预习作业，充分发挥预习的作用，锻炼学生独立思考的能力，调动学生学习的主动性，则需要教师能提出并布置好高质量的预习作业。教师除了要把握好教材和课标还需要清楚学生的现有水平，利用好学生的最近发展区。最近发展区理论是由前苏联教育家维果茨基提出来的。维果茨基认为学生的发展有两种水平：一种是学生的现有水平，另一种是学生可能的发展水平。两者之间的差距就是最近发展区。教学应着眼于学生的最近发展区，为学生提供带有适当难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。要使学生学习物理概念14 和规律等新知识，就必须回到已有的认知结构中去，熟悉与新课相关的旧知识，掌握它的内涵和外延，是新知识成为一个以1日知识进入“最近发展区’’的旧知识的延伸，并用类比、推理、演绎、归纳等方法揭示新旧知识的联系，其目的就是为了引入新课铺垫。如果不考虑学生的现有水平和能力，提出的预习问题过于简单或难度过大，都不利于激发学生对物理学习的兴趣。如只是让学生在书上找出几个新概念的定义，会让学生觉得索然无味；而问题过难又可能会让学生感觉“学途可畏"。萨其曼在其《探究训练》一书中提出了开展探究教学的四个条件：第一个条件是自由；第二个条件是丰富的环境；第三个条件是有明确的目的；第四个条件是小压力，即在小压力下快乐的学习。前两个条件，在课堂上提供很困难甚至是不可能的，而课前预习就较容易满足条件。第三个条件也可以在预习当中更加明确。当然要想使学生的预习及课前探究活动不是一种散漫的、徒耗精力的活动就需老师适当的问题引导和积极健康的组织形式所给的小压力作为保证。在新的教材体系下，学生需要通过预习知道一节内容主要研究什么问题，怎么研究，自己课前需要准备什么，收集哪些信息等。教师在设计学生预习问题时应注意以下几点：●预习要求忌空宜实，要有可操作性，教师要善于将预习要求分解为若干小点或用若干小问题来呈现。·预习问题忌大宜小，要有点拨性。·预习作业忌单向宜双向，要有反馈性。通过预习作业的即时反馈，了解学生的想法，尽量把学生猜想涉及到的实验器材准备齐全，或者发动学生自带或自制一些简单的器材，确保后续的探究活动有趣、有深度、有意义。●预习作业忌信手拈来宜深思熟虑，要有全局性，要将预习题与课时教案设计紧密结合起来，将预习题作为教案设计的一部分，通盘考虑预习应达到什么目的、预习要初步解决哪些问题。这样，预习就能起到既培养学生自学能力，又服务于课堂教学的作用。③课前探究实验准备教师要做足功课，勿图省事。新教材中的信息量比较大，课时也确实不允许把所有的探究活动都在课堂上分组进行。但是教师若以此为由对教材上的实验删删减减，会使学生对物理的感性认识仅停留在书上的插图，对学生的学习和发展很不利。教师应在教学中有前瞻性。转天讲课，今天才准备实验，有时会由于器材不凑手、时间来不及而做 不成实验。教师应该在开学之初，甚至之前就通读教材。这样可以有充裕的时间就课本上一些有关新技术的内容，或学生不易理解的地方再补充一些资料或实验。设法运用学生日常的经验拉近物理知识与生活的距离。即使这些知识不一定适合拿到课堂上去讲，但是对于丰富自己，深化和细化思维，以及在此过程中使自己具备的踏实、务实、乐于探索的素养也会对学生起到潜移默化的作用。特别是对于实验，可以以教材的提示为依据，至少要能达到照着原样作演示的要求。若出现实验器材不具备的情况，要想办法用其它东西代替。最好是利用生活中好找的东西代替，这样既解决了器材方面的难题，又可以引起学生更大的兴趣，使他们减少畏难情绪愿意参与，把物理和生活联系起来，而不是只把实验与老师和实验室联系起来。所以物理教师事先把功课做足，会让学生的思维与认识在不知不觉中跨上一大步。教师要注重提高自身实验技能，确保规范的做好演示实验。演示实验是深受学生欢迎的直观的教学形式，也是提高探究能力的基础。有关测量仪器的使用演示最好由教师来做，教师的操作力求准确、标准。例如在第十一章教材中，有托盘天平和学生天平的插图，教师就不能怕麻烦，应该把这两种天平都拿到教室给学生进行演示。(最好也准备好学生分组用的天平，及时进行操作练习。)在学生根据教材上的问题进行讨论，初步了解了天平的使用方法后，教师明确的动作是学生对正确使用测量仪器的认识提升。如让学生注意观察，不但取用砝码不能用手，移动游码也必须用镊子。对于学生天平应从最初调节水平开始进行演示。要想把学生天平干脆利落的调节好水平，是需要事先反复练习并思考掌握其中规律的。学生天平比托盘天平更精密，因此有支点刀口的保护装置。在调平衡时无论是移动平衡螺母，还是增减砝码、移动游码都需要将横梁降下调节后再支起横梁检验平衡情况，如不平衡再降下横梁继续调节。教师的规范操作，不仅是实验成功的前提，而且有助于学生养成严谨务实的良好实验习惯。2．2．1．2针对不同教学内容的具体教学策略搞好物理探究活动是物理教学和提高学生的学习能力的重中之重。科学探究的要素有：提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。《标准》中对科学探究的要求是：“其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。"《标准》给教学的具体实施留有较大的弹性空间。这符合探究的特点，既是探究就有很多不可控因素，恰当的选择和驾驭好探究策略就显得尤为重要。16 根据不同教学内容制定和选择教学策略时应本着以下几点原则：·教学过程体现科学探究思想与基本特征，所探究的问题要有可探究性。教师要善于抓住学生的兴奋点引导学生在提出一个问题后，要对这个问题作多方面的假设与预测；在解决问题前要有思考并制定探究计划；在活动过程中要善于根据日常经验或相关现象合理地推想，做到因果联系，合乎逻辑，充分考虑活动过程中可能出现的问题，合理选择需要的工具和研究方法，为自己的探究活动服务。不断地反思矫正，使自己始终向着目标前进。·教学过程要体现学生的主体性。在组织学生进行科学探究时，教师要竭力为学生提供丰富的物理情景，组织引导学生从多角度认真观察，激发学生发现问题并提出值得探究的科学问题。爱因斯坦说过，发现问题比解决问题更重要。学生能从提供的情景中发现问题，说明学生全神贯注，并初步学会了观察。发现是创新的基础。这是学生学习物理应形成的能力之一。教师要设法将教材中的教学内容转变成学生真正感兴趣、想要进一步探究下去的“真问题"。根据物理学科的特点和学校实际，教师为学生提供的情景提倡以实物为主，这更能引发学生的兴趣和注意，引起更强烈的刺激和认知冲突，也是学生进行探究的动力之源。·教学过程中要体现学生的参与性，给学生提供充分的发表见解和动手实践的机会，让学生在“做中学"。学生在手脑并用时对知识的理解与掌握效率是最高的，而在此过程中的收获是无法通过讲解代替的。教师不能让学生停留在“听物理’’、“想物理’’，而是应该培养他们像科学家一样“做物理”。·要从身边的问题入手，从常见的现象开展探究。既常见又具有探究性的内容，很容易激起学生探究的热情，而且便于开展探究。让探究教学回归生活，所学内容才能学以致用、超越生活、有张有弛。生活中有不少现象，平时习以为常，一旦提到课堂上，情况就大不一样了。如“为什么拔下电源插头时，带有电火花产生?"“体育老师为什么要求以45。角抛出铅球?"“想把旋转的链球抛向前方应在什么时候脱手?"等，都能很快激活学生的思维。生活中很多物品是利用物理原理制成的，在课堂上回味，投石激疑、如临其境；另外玩具是学生身边非常熟悉和喜欢的物品，它本身就是一件精美的物理仪器或教具，充分发挥玩具的教育功能可事半功倍。如憨态可掬的不倒翁可帮助学生理解重心；小小电子积木可帮助学生验证所学知识和练习题目，增加学习和动手的信心，如此等等。利用学生熟悉的事例引导探究，学生感到亲切自然。从生活走向物理，17 从物理走向社会，有助于学生养成从客观事物的感性认识入手来探索物理知识的好习惯。当然教师更要善于钻研身边的新事物及其连带的物理知识，否则，学生的兴趣被提起来的时候，从老师这里得不到任何有效地帮助，久而久之也会让学生觉得索然无味。·教师在选择具体教学策略时要从教学活动的全过程着眼，兼顾教学内容的特点、教学目标以及学生状况等，灵活的采取措施。本研究对教材涉及的探究活动进行筛选和整合，针对不同的教学内容采取不同的教学策略为：物理概念建立过程的探究活动教学策略；观察、发现和解决问题的探究活动教学策略：有关定理、原理的探究教学策略；针对教材中没有明确结论的探究内容的教学策略；针对与社会问题相联系的探究活动的教学策略。①物理概念建立过程的探究活动教学策略概念的建立是物理学最基本最重要的一环。教学时通过探究的思维方式能够让学生感知概念形成的原因，通过探究体会概念的建立过程，更容易让学生理解概念的建立目的和意义。此类探究活动的设计规律是：●从相关生活情境中提出物理问题。·结合学生的前概念进行引导，鼓励学生自己思考、讨论并提出解决问题的方案。·创设能激发认知冲突的情景调动学生的情绪将探究引向深入。·在学生选择有用信息、结合相关信息、联系原有知识的过程中不断提供帮助，促使学生解决问题。几乎所有物理教师在具有了一定的教学经验后都会得出这样的结论：无论教师们讲得多么清晰、明白，学生也不会光通过听教师讲课来达到对物理概念的理解。许多教师已经找到一个更富有成效的办法，即让学生参与进来。n钉让学生参与进来的方式也是不拘一格的，要视具体的教学内容而定。是否要采用探究实验的方法要看该部分教学内容本身是否有探究的价值。例如温度和温度的表示方法，都是人们规定出来的，这些知识本身没有探究的价值。无论是学生自己进行类比还是查找该物理量的界定，再经过老师有意识的提问和对比是很容易掌握的。那么就无需在此类概念上花费太多时间进行探究。甚至新教材中有些概念都没有给出严格的定义，如电压、电流。对于这类内容，联系实际、进行类比可以给学生一个感性认识，使本来抽象的东西在联系实际后变得生动18 起来。想办法让学生理解，比把概念讲得精准、完整更重要。而对于一些定义严格的重点概念，就需要仔仔细细的探究，还学生对概念建立过程的知情权。不能让学生充当莫名其妙的知识容器，而是要让学生带着思考进行参与，在解决问题的过程中体会、理解概念。如力臂概念的建立，如果直接把概念讲给学生需要不断的讲解、练习、强调力臂概念中的关键词，即力臂是支点到力的作用线的垂直距离，而不是力的作用点。即便这样，学生也不一定会真正记准，也不一定理解为什么如此定义。如果放开手让学生去操作，利用铁架台、杠杆、细线、钩码、弹簧测力计、三角板、米尺这些实验器材自行操作、记录数据，由学生初步总结使杠杆平衡时应满足的等量关系(这个结论可能是错的，但是很有意义)，教师可继续提出力与杠杆不垂直的情况，让学生发现矛盾，再进一步进行探究总结，无论杠杆平衡条件是否能够由学生真正探究出来，还是最终在老师的提示下豁然开朗，总之学生会意识到支点到力的作用线的距离是一个有意义的物理量，物理学上把它叫做力臂，它不同于支点到力的作用点的距离。这一过程对培养学生的学习能力也是有积极意义的。九年级物理教学内容中适宜采用该教学策略的章节有：密度、运动的快慢、杠杆、压强、机械效率、比热容等。②观察、发现和解决问题的探究活动教学策略科学观察是有目的、有计划、比较持久的知觉。由于在观察的时候，观察者要预先提出一定的目的和任务，拟出一定的计划，按计划仔细的查看知觉对象，向它提出问题，从中寻求答案。因此，科学观察过程包含积极的思维活动、稳定的有意注意，并借助过去经验来组织知觉，是一种系统的比较持久的知觉。n町观察是重要的科学方法之一，但不是所有的学习活动都能有效的培养学生的观察力。学生常常对许多现象熟视无睹，其原因之一就是缺少对探究活动的精心设计，因此加强观察性探究活动设计更为必要。n刀很多学生沉迷于游戏，主要是游戏设计者一般采用阶梯式挑战去启发玩者经过努力实现超越，从而使玩者不断体验挑战成功的心理需求。其实完全可以将此策略迁移到学生的学习中。通过设计难度层层递进的问题引导学生将精力集中于此并逐步深入的探究下去。那么探究情景的问题设计很关键，只有既适合学生又有意义的问题才能产生有所收获的探究活动。n刚在观察发现和解决问题的探究活动中，要鼓励学生对实验中可能出现的实验现象和19 实验结果进行预测和猜想。预测和猜想对学生能力的培养是不可或缺的。正如牛顿所说，“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。"n刚新教材中已经把许多验证性实验改成了探究性实验。但若仅对正确的猜想进行探究就不是真正的探究。虽然学习前人的经验和总结出的规律时没有必要进行与科学家的研究完全相同的过程，但尽量将学生头脑中的想法和猜测通过实验进行探究是非常有必要的。学生的猜测、想法来源于观察和生活的经验，这些想法有些是对的，有些则是平时思维定势形成的误区。如认为物体的重力越大受到的摩擦力越大；斜面的机械效率与物重有关等等。其实学生的这些猜测是很宝贵的，教师如果只用理论知识解释会挫伤学生的自信，久而久之学生就不去猜测，只等着老师告诉正确结论了。另外，学生的猜测能够反映学生头脑中的真实想法，有些想法是根深蒂固的。如果学生没能真正理解，那就一定会在日后解决问题中不断冒出来，使学生一做题就错，这样对学生的身心发展不利。所以教师不能只准备正确猜测的实验器材，要尽量帮助学生实现每一种猜测的探究实验，让学生自己发现矛盾、找到症结、得到正确结论，同时探究过程也是学生提高能力的过程。“尝试错误"是一条重要的学习原则，教师要“将错就错’’探究到底。当学生通过实验发现自己的预测或猜想是错误的时候，也就向着正确理解知识迈进了一大步。对于观察、发现和解决问题的探究活动的教学策略概括起来是，通过层层递进的问题引导学生深入观察，鼓励学生进行假设和猜测，尽可能将学生们的想法都进行实验探究。此类问题的探究过程：从观察出发，提出科学问题，引导学生步步深入地进行主动探究做出猜想，设计实验，收集证据，理论解释，再收集证据，并应用探究的结果解决新的问题。整体思路：猜想一观察一初步解决问题一更高层次的猜想一进一步观察一较深入的解决问题。如探究筷子的折射问题时，设计问题：把筷子插进立方体水槽内，再注水近满，你认为会看到哪些现象，先画出图然后观察：注水后从不同角度观察，你看到了哪些现象?有哪些现象你没想到；把筷子插入注有水的圆柱形玻璃杯内，预想从不同角度观察与上次实验现象是否相同?由看到的现象你能提出哪些问题?这样通过一系列问题让学生不断的更加深入的观察和思索下去，使一个似乎闭着眼睛就能回答的问题不断深入，引发学生的兴趣和思考。在观察探究的过程中学生如能自己提出问题，那么学生就会更加高效的进行探究活动，如教师加以重视和引导鼓励学生把心中的疑惑表达出来，提高学生自己发现问题、提出问题的水平，能够进一步开拓学生思维的广度和深度。 再如，在凸透镜成像规律的教学中，如果教师事先把物距以焦距和二倍焦距为分界点划分为几个区间，让学生做实验找规律，其实根本不是探究实验。真正的探究是让学生自己发现规律，但只给学生提供焦距不同的透镜、光具座等实验器材让学生自行总结规律，在一节课内完成显然不大可能。教师的引导就是让学生在学会知识的过程中学会观察、发现和解决问题的方法。而方法不能靠背和记，在用的过程中会自然而然地被学生掌握。比如在学生探究过程中引导学生找像大小及虚实发生变化的关节点，在学生对不同凸透镜成像性质发生变化感觉既好奇、又摸不着I']JL时引导学生可以按照一定的顺序进行实验。如选择一个凸透镜，即保持焦距不变，按照一定的顺序改变物距如由大到小(或相反，只是不要忽大忽小)的变化。这样学生自己动手总结出的规律肯定会记得又快又准。当然这样的教学也是很难驾驭的，真正的探究情景下，学生的数据又会各不相同，也可能会有操作错误的数据加以干扰，教师要带领每一组学生走到胜利的彼岸，还需要根据不同的教学内容多做准备工作，如预先设计好电脑处理数据的软件，能够大大提高效率也便于教师在数据中发现错误，及时对学生进行反馈并再次实验。该策略适用于知识水平为“理解"和体验性要求水平为“经历”的教学内容。九年级物理教学内容中适宜采用该策略的章节有：质量、测量物体的密度、长度时间及其测量、弹力弹簧测力计、摩擦力、其他简单机械、机械效率、比热容等。③有关定理、原理的探究教学策略一般来讲教材上越是简单的内容越是有丰富多彩的例子，越是难度较大的定理、原理就越显得枯燥。这类章节一般教材上也都设计有探究内容。然而如果不是学生自己想知道的内容无论是硬讲给他还是逼着他探究都不会有思维的力度和深度，效果也可想而知。对于这样的内容教师就要在引发兴趣上下功夫，让教学内容成为学生真正想动脑子探究的问题。比如在探究光的反射定律前做魔盒实验。给同学们展示从魔盒的一端能看到另一端手电筒发出的光，当在魔盒中间插入很厚的一本书后，让同学猜测是否还能看到另一侧手电筒的光。结果当老师再次演示时现象与同学预测的相反，这一侧仍然能看到手电筒的光。学生们感到意外，掉入了预设的陷阱，激起他们探究魔盒秘密的欲望，教师这时可以顺势引入课题，巧妙的让学生将本节课的内容转化为自己心理的需要，这无疑是一种激发心理动力的策略。制造悬念其实是给学生一个挑战的目标，如果太高或太低，激励学生动机的效果都会大大降低，应将目标定位在经过努力能达到的位置上。2l 设计悬念时一般可以按照以下递进方式实施：a．悬念的诱惑。教师围绕教学提出问题，使学生做出与悬念结论相反的判断。b．教师引导学生使悬念初步解决，但知其然，不知其所以然，激发学生进一步学习的欲望。C．师生探讨具体的探究方案，探究用于解决悬念的定理、原理的内容。d．悬念彻底解决。教师要在这一阶段使学生学到新的知识，或者对学生学过的知识巩固、加深、灵活的运用，使学生明确地意识到悬念的解决虽出乎意料之外，但合乎情理之中。用材料或问题或现象恰当的制造悬念，可以给学生强烈的刺激效果，让学生明确努力的方向，能较好的引起和保持学生的注意，不断地体验挑战成功带来的快乐。有效的调动学生的积极思维，激起学生的学习兴趣。另一方面，物理学当中的定理、原理，往往要求比较精准的叙述，这其实比一字不漏的去背要求还高。在定理、原理简洁的语言中包含了多个物理概念、术语的确切含义。学生对于此类内容，往往就算会背也还不能真正理解。经常会造成认为自己会，但运用到具体的例子和习题中就会暴露出问题，即所谓的“一听就会，一做就错"。那么，我们对定理、原理的阐述方式也可以探究一下。让学生在保证概念正确的前提下，用自己的话来表述。然后，师生共同与书上的说法进行对比分析。这不仅能检验自己是否真正理解，而且能帮助学生更准确、深入的理解，把知识真正转化为己有，与此同时，还锻炼了归纳、总结的能力。九年级物理教学内容中适宜采用该策略的章节有：牛顿第一定律、浮力、机械效率、比热容、能量的转化和守恒等。④针对教材中没有明确结论的探究内容的教学策略根据义务教育阶段物理教育目的的定位，在物理课程理念的基础上，制定了物理课程的三维目标：知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观。就过程与方法而言，在《标准》所制定的六个目标中的第五点明确指出：“学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题，有初步的分析概括能力’’。教材中对有些探究问题充分留白，没有给出明确的结论。教师在教学过程中要利用好教材留给学生的发挥空间，既不能像没有明确定义的概念一样只留下一个感性的印象，又不能不顾教材安排自作聪明的用老教材的相应内容进行补充，而是应该尽量给学生提供 实验器材，引导学生对实验设计进行讨论和互评。像这种探究味道更浓的章节，探究过程的每一个要素都能得到充分的体现，充分利用此类内容则使学生在教师的帮助下通过寻找答案、解释或判断等活动，获得知识和方法，掌握探究技巧，提高自身能力。这类内容得结论不是重点，教师需精心设计的是对学生探究活动的组织和控制，充分发挥学生的能动性。学生之间合作与质疑，教师的组织以及学生之间的讨论有效、深入地进行是提高学生分析概括能力的有效途径。例如教材在机械效率一节有探究斜面的机械效率的内容，教材中没有任何斜面机械效率与哪些因素有关的内容和问题引导，对该内容充分留白，其实是希望学生完全不受束缚地探究。这样的过程是非常宝贵的。教师应该通过课前的反馈了解到学生中可能出现的对影响斜面机械效率的因素的猜测，如物重、斜面粗糙程度、倾斜程度、接触面积等。将学生对猜测进行探究所需的器材准备全，把握好实验、汇报、质疑、讨论、改进实验、进一步讨论的节奏。鼓励学生多方面论证，生活实例或公式推导也可以作为论据并为探究指明方向，在全班同学一步步接近正确结论的过程中，加深对问题的具体方法的认识灵活运用，并切身体会到一些研究问题的思想方法及研究理念。⑤针对与社会问题相联系的探究活动的教学策略根据物理新课程的基本理念“从生活走向物理，从物理走向社会"和“注重学科渗透，关心科技发展"，教材中开辟了STS栏目。所谓STS，旨在强调科学、技术、社会的相互关系，它在教育上的反映表现为STS教育。该栏目介绍、探讨科学技术与社会之间相互关联的问题。教材中涉及这样的素材资料分为以下几类：突出环境保护的主题；关注资源开发和节约；改善公众生活品质；认识灾变和防灾；破解自然之谜等。课程由科学世界回归到生活是课程理念的一大飞跃。因为学生首先接触的是生活世界而不是科学世界，只有设法建构“身边的物理"，才能体现物理与自然及人类社会的密切联系，凸显物理的人文价值。学生在学习书本知识的同时，还知道其实际应用，知道学习物理知识的重要性，了解科学技术对社会发展起的作用，在一定程度上发展了学生参与科学决策的能力，从而坚定学好物理的决心，同时在学习过程中还能得到爱国主义教育，树立正确的科学观，提高学习者的科学素养。以上的诸多好处并不是组织学生看一看STS内容就能达到的。教师要尽量采取生动多样的手段和形式。如：课堂渗透、科普讲座、课外调查、开展小发明小制作活动、参观科技馆等等。STS教育在实施过程中要本着适度、适应学生和学科特点、适量和实用 的原则。让学生懂得物理知识在其他学科、技术和社会生产中的应用。帮助学生用综合的观点分析问题，增强了解社会、关心社会、服务于社会的自觉性和社会责任感。例如：在学生掌握了一定的物理知识后可组织学生到科技馆上一次特别的物理课，看看哪些奇妙的物理现象与学生学过的内容有关，能不能用现有的知识解释该现象。参观前要给学生布置具体的任务，由学生个人或小组为单位选一个科技馆内的展示项目进行更深入的探究。选题可以是与课本知识有关的内容，也可以是没有学过但与身边事物或生活有关的内容。要求观察、思考、动手实验后进一步查找资料写出探究报告。这样的任务型活动与完全不懂、不动脑思考、光看热闹的活动效果肯定截然不同。另外，让学生带着问题和任务去观察可进一步将学生的思考引向深入，锻炼探究能力。再如：现在有很多学生多才多艺，班里有不少同学会演奏乐器。那么结合声学内容的学习开一个小型音乐会能收到很好的教学效果。2．2．1．3物理探究教学辅助策略①创设良好的探究氛围和教学环境教师要利用一切条件采取多种方法创设浓郁的探究的情境、学生主动学习的情境，使学生产生强烈的学习愿望和主动探究的行为，在物理的学习过程中自然而然的动手、动脑、动情，感受民主、和谐的氛围，感受教师的期望，同伴的鼓励，体验成功的欢乐。具体的做法首先要建立和谐融洽的师生关系，其次充分利用好教室空间。从精神上和物质上都留出足够的探究空间。在开展探究教学的过程中，不以原有的课堂教学模式来束缚学生的学习活动，改变封闭的课堂为开放的课堂，以课本上的内容为线索引领学生走进生活，走进广大的自然界中，去发现科学。身边的偶发事件就可以作为探究课题，同学之间聊天也可以成为探究活动的一部分。同时，教师要尽量与学生多交流并提供必要的支持和帮助，让学生有充分的探究机会。教师要建立和谐融洽的师生关系，带头鼓励学生的探究行为，绝不能仅仅会嘴上说“要多动手、多动脑’’。教师的真实态度远比干巴巴的语言有效得多。当学生在课堂上提出一个教师意想不到的问题时，当学生的想法打断教师的思路时，是严厉的批评学生，还是敷衍了事的告诉学生课下再说，还是不但及时鼓励学生的质疑精神而且真正认真地从学生的角度出发给出一些有价值的建议和有效解决问题的途径。教师的不同做法才是学生的真正导向，如果只是懂得要求学生，自己却不作努力，不但没有效果，可能反而会引起学生厌恶的情绪。教师应因势利导，引发学生的探究意识，以宽容的心态，看待 学生的“胡思乱想’’，不轻易否定学生的想法，而是要把探究活动引向深入。课堂环境应具有刺激性，教室中的布置也应丰富多彩。精心布置的教室环境对学生来讲不只是对环境的装饰，而且代表了更深的含义。如果在所布置的环境中包含了学生自己的作业、亲手制作的手工作品和小发明，那么置身于这样的环境中更会激发起学生努力学习的愿望和追求成功的理想。教师可以利用教室的一个角落开辟～个“动手动脑物理角"，在该处准备一些围绕近期学习内容的实验器材，这样便于学生遇到问题及时动手，自主寻找答案。一般最优秀的学生在学习过程中自己就会产生很多想法，也能够自己主动寻找实验器材、主动寻找答案。但更多的学生，即使产生了一些兴趣，如果实验器材不够方便，比如要在家里寻找适合的小瓶子、塞子、细管子等，就很有可能由于怕麻烦而放弃了。如果在教室里随着教学内容准备一些相关的实验器材，就可以让学生有了想法及时动手，不错过思想中的小火花。另外，孩子都有好奇心，只要有同学摆弄那些实验器材就会有更多的学生参与进来。当然，任何措施如果想要长期有效的发挥作用都需要仔细的规划和明确的规则。“动手动脑物理角”内的器材，应是一些比较生活化的，区别于实验室的专业器材。如在学习光学内容时摆放一些小镜子、老花镜、形状不同的瓶子。这样一方面不致降低学生进实验室做演示或分组实验的兴趣度，另一方面可以开拓学生的思维。让学生意识到做实验不是只能在实验室内做的事，自己平时用的一些常见的物品也能做。这一做法还可以激发学生的创造力，自行搞些小制作，有了这个平台，有利于学生落实书上的小实验，小制作。“动手动脑物理角"内的器材应及时随课程更换、补充。如学习声学内容时放置一些简易的哨子、几个相同大小的玻璃瓶子等，学习力学内容时放置一些橡皮筋、发条、弹簧、瓶子、塞子、细管。如果所学内容为重点章节，学习该部分内容会持续较长时间，那么物理角内的物品会在较长的一段日子内都用得着，即使这样也要不断让物理角内的物品有所变化。可以根据具体的学习内容甚至习题进行补充。如在学习电学内容时准备电子学具，在学习电路电流时可以用它连接电路，小灯泡有时亮有时不亮学生很有兴趣。在学习电压电阻时，仍然可用它进行小实验，虽然观察的重点不同，但学生可能会觉得这些器材自己很了解了，不再有兴趣。在此期间，教师可提出些具体的观察要求，或者根据一些习题补充实验器材，都可收到继续保持学生兴趣的效果。如学到电阻、滑动变 阻器，可以补充不同规格的电阻、小电位器；学习到电热时提供几根电阻丝，凡士林、小木棒等，总之教师要一直关注这个物理活动区。如果教师的重视程度不够，会让学生觉得那只是一些摆设，有可能会因为长期没有更换而认为那些器材没有用了而去破坏器材，那样就得不偿失了。教师最好每节课都用一两分钟的时间，反馈～下学生利用器材做实验的情况，比如公布某组学生如何利用器材作了什么样的实验，发现一些什么现象，继续让大家去分析讨论。或者展示学生自己自制的小作品，和学生拿来的比老师准备的器材实验现象更明显的器材，补充本班的物理角，这对学生间互相启发、互相激励和提高随时随地动手动脑的物理学习能力颇有益处。“动手动脑物理角’’要有专人负责，保证器材不被破坏。(器材正常实验过程中损坏是允许的，由于准备的物品是生活中常见的东西，也不会成本很高，所以只要不是故意破坏就可以了)。比如由两位物理课代表轮流做实验器材的保养和维护。更换时将上一主题的实验物品打包存放或发还给提供的同学。学生的优秀作业展示是每个有所布置的教室的“固定栏目”，但它所能起到的作用和效果却良莠不齐。一个仅仅为了填补空白的所谓的“学习园地’’，整个学期下来一成不变，那它能起到的积极作用微乎其微。而用好学习园地，可以为同学与老师之间、同学与同学之间搭建又一个沟通交流的平台。比如，展示各学习小组的课下探究实验报告，并于一段时间之内让学生互评，选出该题目最优秀的实验报告，并提升至优秀作品栏，这样可以让学生在学习中不断的取长补短。“学习园地”中还可以展出由科代表整理出大家对一个问题的讨论(比如没有摩擦力，世界将会怎样?列举自行车上的物理知识等)，再互评其合理性，最后由老师评定，陈列一段时间供学生进一步参考、讨论。知道什么是错的与知道什么是对的同样重要，看到别人的想法和思路无论对错都能对自己有所启发。再如，展示同学们在网上搜寻到的最新科技成果、有关社会热点问题的调查报告等可以帮助学生了解科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步等问题，树立正确的科学观。以上这些展示既表扬、肯定了本人又起发、激励了他人，让学生感受到成功的喜悦，这将成为学生以后学习的不竭动力，更好的完成学习任务，促进物理教学中“三维目标"的落实。②有效组织好学习小组活动学生之间的关系对青少年心理发展的影响非常显著，融洽的合作与适度的竞争关系更有利于点燃学生的创造力，有利于师生间、学生间的情感沟通和信息交流，有利于思 想的撞击和智慧火花的迸发，有利于思维的发散性、求异性从而形成知识技能等方面互补，增强团队意识，提高学生的探究能力及科学素养。肖伯纳曾说“如果你有一种思想，我有一种思想，彼此交换，我们每个人就有了两种思想”。啪1合作与交流在学生学习过程中的益处是显而易见的，如何实现学生之间积极的合作，需要行之有效、便于操作的学习小组运作策略。虽然学习小组是由学生自愿结合而成的，但仍然有可能出现“争抢’’和“坐等”等不良现象。解决方法很简单，明确小组内每个人的分工，使每个人都有事可做。比如在小组中设置小组长、记录员、发言员、操作员、监督员等角色。这些角色并不是孤立的，是相互关联，相互补充的。比如小组长也可以是发言员、监督员，记录员也可以是操作员、发言员等。另外，布置明确的学习小组任务，持续关注和督促小组活动，制定一定的规则，逐渐使学生无需争求老师意见就知道做什么，使合作和探究逐渐成为学生的习惯。比如小组中每位成员都有当组长的机会，在一个轮换周期内，组内同学可根据具体课题内容自愿承担课题组长的任务，每个课题结束后，再换组内其他同学当下一课题的组长。小组中实行组长负责制，由组长确定每位组员在该探究课题中的任务。每个人都承担一定的任务，谁也不是旁观者，谁也不能偷懒。小组成员会充分认识每个人的重要性，在一个利益一致、互相依赖的学习小组中，每个人不仅把帮助、鼓励小组同伴当成是不可推卸的责任，也看作是自己的义务。因为他们会认识到每个同学都能为小组学习活动发挥自己的作用，只有每个成员都认真思考、充分合作，才能使自己的小组在班级中成为优秀的学习团体。通过一段时间的训练，学生可以形成良好的合作意识，掌握基本的合作技能，充分发挥学生潜能。例如“流体压强与流速的关系"是新教材中增加的一节内容。这一节知识较简单但是设计的小实验很丰富，实验现象又都有点出人意料，所以要做到理解透彻、灵活运用也还是有些难度。这样的内容正好可以布置给学习小组，要求每组自选一个有关实验准备演示。学习小组需利用课余时间自行准备实验器材，熟练操作使实验现象明显，并分析液体或气体中压强大小与流速快慢的关系。选好实验后找老师登记，以免重复。这样一来，同学们的积极性可高了，登记比较靠后的小组，由于书上实验已被其他小组选完，只有自己从参考资料中寻找实验素材。两天后大家汇报表演的时候到了。每个小组选派代表到前面进行展示，同学们通过认真准备，实验效果明显。大家见到的实验比较多，对知识理解当然比较准确，而且自己参与了，收获更大。到前面演示的同学都很有成就感。 但是有两个实验出了问题。实验～：参照教材本节的“动手动脑学物理”中第二题所做的实验。把长lOcm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中，另一吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的水面上升。该实验小组的成员说看到了A管中水面上升，而其他同学都说没看到，该组的实验现象不够明显。实验二：选自学生的参考资料。用吸管吹碗中的乒乓球，结果乒乓球没有被吹到前方(以下称吸管对面为前，放吸管的这一侧为后)，而是从碗中向后跳出，从而说明气体流速越大的地方压强越小。做实验时乒乓球很听话地跳向吸管这一端，但是同学们认为是由于吸管指向乒乓球前侧，吸管中吹出的气体经过前方碗壁的反弹将乒乓球推回到吸管一端，不能说明气体压强与流速的关系。还有同学干脆到前面用吸管吹乒乓球的后侧，结果乒乓球就向前跳出。与刚才的实验现象正好相反。大家对以上两个实验颇有争议，教师没有急于给出解释，而是让全班同学帮助这两组同学改进实验。一天之后两个实验改进成功。实验一：同学们自己拿来高锰酸钾将水染红，然后由两位同学配合。一位同学负责吹吸管，另一位同学在对面举着面巾纸准备呈接。随着前一位同学的猛力一吹，纸上立刻溅上了红色的水，实验成功，解决了上次可视性差的问题。实验二：同学们将饭碗换成边很矮的小碗，用吸管倾斜向上去吹乒乓球后侧的上方(需较大的力，可利用打气筒完成)，避免直接吹到碗内。这一次乒乓球跳回到吸管这一侧，确实说明了气体流速越大的地方压强越小。这样的学习小组实验活动，没有过多的占用课上时间，但是大家积极寻找能说明该问题的实验方案、准备实验器材、想方设法使实验现象更明显，真正达到了动手动脑的目的。远比在课堂上直接面对琳琅满目的实验器材效果好得多。再如结合“功率"一节书后“动手动脑学物理”的内容：“全班同学进行爬楼比赛，看看谁的功率最大”。我要求学生仍以小组为单位，自选项目进行比赛。比赛要求写出实验报告、列出实验器材、设计实验表格、填好测量数据及最后结果(即本组谁的功率最大)。比赛项目不可重复，如比引体向上的功率，比～分钟跳台阶的功率等。这一回大家又忙开了，找老师登记项目较晚的小组更忙，现成的项目被别的小组挑走了，他们需要自己找资料、找依据确定新项目。最后有的测俯卧撑的功率，还有的小组想办法测 出了走路时的功率等等。学习小组的课下探究活动，与课堂教学有机的结合起来可以使学生具有：听辩的技能，即专心倾听别人发言的习惯；表达的技能，即善于表达自己的观点，条理清楚、语言简练且能突出重点；交流的技能，即尊重别人，不随意打断别人的发言，善于采纳别人的意见，给别人有发表意见的机会，修改、补充自己原先的想法，体会他人的情感，控制自己的情绪；合作的技能，学会根据任务性质来决定应该采用的策略，促使合作更加有效。③搜集与课程内容相关的科普材料和生活信息的策略学习小组的活动作为课堂的延伸是随着课时和教材内容安排的。在没有探究课题的时间里可以定期展示各小组搜集的STS资料，展示在固定区域进行交流。在此过程中教师仍需随时进行督促、反馈和帮助。材料的搜集、编排、装饰可以沿用学习小组的方法进行组内分工和轮换，定期展示和评比。至于内容可以不必进行限制。学生评价最高的材料一定不是很高深的、随意找来的文章，而是那些学生能看懂的、有共鸣的、设计精美的文章。在此过程中自然就实现了“从生活走向物理，从物理走向社会"的导向，开拓了学生的视野，学生表现出的追求美、认真的态度也得到肯定和鼓励。以上提到的一些策略和做法侧重点不同，但是都需要教师足够的关注。教师足够重视的事情学生才有可能出色完成。所有的做法都要有一定的规则，不一定要始终如一，因为还要不断改进和完善，但要很认真地把任务贯彻到底，对学生跟踪到底、帮助到底。在学生自行获取知识的过程中，教师实际上也是一名学习者、探索者，然而在注重发挥学生主体作用的同时更要充分发挥教师的主导作用。如果课堂上只是提供了一应俱全的实验器材，甚至是还有参考书籍和可供上网查资料的电脑。但是没有教师的引导，就等于把学生带入了一个“迷宫”，会让有些同学找不着“门”，无法进入；有些同学进入了，却出不来，迷失科学探究的方向。要知道真正的探究一定是先发现了某些问题，由该问题引发的围绕着解决问题所采取的一系列活动。老师准备的材料再全也是因为老师的头脑中有想要进行探究的问题，而学生没有，所以学生即便看到实验器材多半也不会按照教师设想的方案进行实验，而查找书籍和网络上的资料更不必占用宝贵的课上时间，只要脑子里有想要解决的问题和足够的兴趣，就可以自行实施了。所以教师应根据学生的水平和特点在课堂上只突出科学探究的几个环节甚至一个环节，指导并监控好学29 习小组的探究活动作为课上内容的延伸和补充。课堂上要通过同学与老师之间、同学与同学之间的交流碰撞出思维的火花。教师在教学策略的制定、选择与运用时，要从教学活动的全过程着眼，兼顾教学目的、教学任务、教学内容以及学生的状况、现有的教学资源等灵活机动地采取措施，保证教学的有效进行。探究式教学一定要针对具体的教学内容，并且教学内容本身要有探究的价值。在教学过程中，老师和学生遇到的问题每时每刻都是不同的。问题的性质、内容、解决问题的途径、手段及条件都不相同，那么选择的教学策略当然也不相同。任何一种教学策略都是针对教学目标的具体要求而制定的。具体与之对应的方法、技术和实施程序在转化为教师与学生的实施行动过程中还要随时根据课堂的情况、学生的情况发生动态的调整和变化。教师要不断地学习、探究、总结，提高自身的综合素质，才能在课堂上随机应变、左右逢源，与学生共同演好一幕幕令学生兴奋而又难忘的物理大戏。2．2．2自变量的操作2．2．2．1两种教学的区别探究式教学传统授受式教学学生角色学生为主体，学生是信息加工的主学生是知识的被动接受者，是接受体，是学习的主动建构者。知识的“容器"。教师角色教师为主导，教师是学生学习过程的以教师为中心，教师是知识的传授组织者、指导着、促进者，是值得学者，在学生面前是绝对的权威。生信赖的朋友。教学目标三维目标：知识与技能、过程与方法、只注重知识与技能的培养情感态度与价值观。学习方式探究学习(多样的、自主的、合作的)被动学习方式(单一的)学习过程自主学习，学生参与体验的学习过以应试为中心，忽视知识与能力的程，注重师生之间、生生之间的合作实际形成过程。与交流。教学过程情景激趣一问题导引一活动探究一组织教学一复习旧课一教授新课一反馈交流一应用活化巩固新课一布置作业预习问题带有探究性，为学生的课上探究做准学生从教材上可以直接找到答案的的特点备。概念或规律。 2．2．2．2本研究针对九年级各章节内容采取的具体教学策略物理概念建观察、发现和有关定理、教材中没有与社会问题立过程的探解决问题的明确结论的相联系的探教学内容原理的探究探究内容的究活动的教探究活动教教学策略学策略教学策略学策略§11．2-质量§11．3_密度§11．4测量-心物体的密度§12．2心运动的快慢§12．3长度-时间及其测量§12．5牛顿0第一定律§13．1弹力心弹簧测力计§13．3_摩擦力§13．4心-杠杆§13．5其他-简单机械§14．1心压强§14．4_流体压强与流速的关系§14．5-心浮力§15．2心机械效率§16．3心_比热容§16．5能量-的转化和守恒§17能源与-可持续发展说明：本研究根据课程内容的特点不同，采取的具体教学策略有所不同，但准备策略和辅助策略是贯穿始终的 2．2．2．3典型教学案例探究式教学策略：以<浮力》为例知识与技能：a．了解浮力是怎样产生的。b．知道浮力的大小等于什么。过程与方法：a．通过观察，了解浮力是怎样产生的。b．通过探究实验归纳影响浮力大小的因素。情感态度与价值观：a．培养学生爱科学、探求真理的愿望。b．初步建立应用科学知识的意识。教学重点：a．浮力与浮力现象。b．影响浮力大小的因素。教学难点：教师主导下的学生探究与交流。设计实验，归纳实验结论。课前准备：1．以学习小组为单位任选以下一个问题进行准备：a．鸭子能漂在水面，是因为受到了水的浮力。在水中下沉的石块等物体，也受浮力吗?如何证实你的观点?b．准备造船比赛。每组一块大小相同的橡皮泥，用它造一艘小船，把相同面值的硬币当作货物，让自己制造的小船能够装载尽量多的货物。2．根据生活经验思考浮力大小可能与哪些因素有关。(教师要了解学习小组的选题情况并及时进行调整)实物及实验器材：橡皮泥、易拉罐、弹簧测力计、烧杯、溢水杯、小烧杯、石块、细线、水槽、饱和食盐水、煤油等。教学过程：采用有关定理、原理的探究教学策略。请选答预习问题a的小组进行演示，汇报答案。(教师带领学生一起对石块在空气中和浸入到水中的情景进行受力分析。为学习小组的答案提供理论依据。)联系物体漂浮情况下的受力分析图，由学生找出水对浸入其中的物体的力即浮力的共同特征，总结得出浮力的方向。进行橡皮泥船载物比赛。由选择预习问题b的小组的操作员直接带着事先制作好的小船和实验过的硬币最32 大载重量到前面进行展示。通过这个比赛让学生一边仔细观察，～边猜测。探究实验：浮力的大小等于什么?参照教材上的步骤进行实验，思考实验步骤中是否有不完善的地方?短暂的实验后，只要动手并思考的学生均可发现问题：1．教材上将烧杯倾斜放置充当溢水杯，溢出的水沿烧杯侧壁流下，无法承接，应改用带有较长溢水口的杯子。2．要测出排开的水重需提前测出空小筒的重。学生再次实验，得出阿基米德原理。由学生用自己的话表述阿基米德原理的内容，再与原话对照，加深认识。采用观察、发现和解决问题的探究活动教学策略。探究浮力的大小与哪些因素有关：鼓励学生大胆猜测并设计探究实验方案。进行实验，初步得出结论。(有对有错)经学生的质疑、对探究方案进一步讨论和课堂辩论得出以下注意事项：1、探究深度对浮力大小的影响时要使物体浸没在液体的不同深度处，可以有效、方便的确保其他条件相同。2、探究物体排开液体的多少对浮力大小的影响，要事先将溢水杯倒满水(水满的标志是已有一些水流出)，物体浸入水的过程要缓慢，否则会溢出更多的水。3、探究物体的形状对浮力大小的影响，同样要注意排开液体的体积要保持相等。仍然是浸没的方法方便操作。4、如果要分析物体部分浸入时的情况可借助量筒，但要求做实验的同学之间要配合好。在通过量筒读数的过程中，手拿测力计的学生要使物体保持在某一位置，不能上下颤动。另外以上所有实验都应注意，容器中的水要适量，手要平稳，不能让物体碰到容器底。学生分组进行探究实验。认真完成自己所选方面的实验。完成后可选做其他方面的探究实验。通过液体压强计算公式推导液体对进入其中的正方体物体的综合作用即阿基米德 原理的展开式，从公式进一步讨论影响浮力大小的因素。课后活动：1．“动手动脑学物理"本节习题。2．以小组为单位设计浮力称，称量最精确的小组获胜；或者利用浮力作一个小制作。传统授受式教学策略：以‘浮力》为例学习目标：a．知道浮力的概念。b．了解阿基米德原理的内容。教学重点：浮力的概念及其实质。教学难点：理解阿基米德原理内容。教学模式：实验、设问、讲解、练习。预习问题：a．什么叫浮力?b．浮力的大小等于什么?教学器材：投影仪一台，透明胶片数张。把板书、练习题课前写在胶片上，以减小课堂上书写时间。演示弹簧秤一把。教学过程：(提出问题，引入新课)师：为什么船、木块能浮在水面上?生：船、木块受到水向上托的力。师：沉在水底的石块有没有受到水向上托的力?生：部分回答有，部分回答没有。教师演示将石块浸入水中，弹簧测力计示数变小，学生回答浸入液体中的物体受到液体向上托的力。这个“向上托的力"就是本节课所讲的浮力。(讲授新课)1．什么叫浮力?(板书)(1)先演示石块放在清水中，让学生知道石块受到水向上托的力。(2)然后把石块放在饱和的食盐水溶液里，说明石块也受到盐水向上托的力。(3)最后把石块放在煤油里，让学生进一步知道，石块放在煤油中时，同样也受到煤油向上托的力。师：从上述的实验，请同学们说出什么是浮力? 生：浸入液体中的物体受到向上托的力，这个力叫做浮力。师：物体在空气里有没有受到向上托的力?氢气球脱手后为何会上升?生：物体在空气里同样受到向上托的力，所以氢气球脱手后会上升。浸入液体(或气体)中的物体受到向上托的力，这个力叫做浮力。2．浮力大小与排开液体重力关系作演示实验，读取数据。得出浮力大小等于排开液体的重力，阿基米德原理。师：将公式进一步展开F浮=G捧=P藏9V捧。师：根据公式得出，浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。练习：1．体积相等的木块与铁块放入足够深的水里，比较它们受到得到浮力大小关系。2．质量相等的木块与铁块放入足够深的水里，比较它们受到得到浮力大小关系。小结：1．什么叫做浮力?2．阿基米德原理内容?布置作业：1．动手动脑学物理1"-'62．配套练习册中本节内容2．2．3因变量的测量测量工具说明：教学效果的直接测量：物理前测成绩采用南开区2007-2008学年度八年级下学期期末考试成绩，该测验由全区统考、统阅、统登，具有很好的信度和效度。研究过程中的测试取自全年级的统一月考，后测则采用南开区期末考试统考试卷，每次考试都有统一的评分标准，因此具有较好的信度和效度。教学效果的间接测量：学生的物理学习兴趣方面的测量采用发表在《物理教师》1998年第5期上的《物理学习兴趣调查问卷》口¨见附录(一)，该问卷是由山东曲阜师大物理系胡象岭所编的物理学习兴趣水平测量表和效度表组成，胡老师在曲阜地区对不同水平学校中同一年级的学生进行测试，经验证此表有一定的实证效度。在其编写的众多题目中筛选出50个题目组成兴趣水平测量表，表中的每一个陈述句，描述一种学生对物理感兴趣或不感兴趣的典型行为和特征，要求受试者做出是否符合自己情况的回答，题目形式为是非式。信度量表共10个检测题，这些题目所描述的内容是一般人不容易或难以做到的。在此 量表上所得的分数称为说谎分数。第2、3、4、7、9、10、13、14、15、16、19、20、21、22、24、26、28、30、32、33、36、39、42、44、45、48、52、54、57、59题，每题答“是"得1分；第1、5、8、11、12、18、25、27、31、34、37、38、40、43、46、49、50、51、55、56题，每题答“否"得1分。上述各题得分之和为被试的兴趣水平分数，满分为50分。问卷中第6、17、23、29、35、41、47、53、58、60题为信度量表，第6、17、23、41、47、53、60题，每题答“是”得1分；第29、35、58题，每题答“否"得1分，上述各题得分之和即为被试的说谎分数，满分为10分。若说谎分数超过5分则视为废卷。对学生物理学习能力的测试采用的是《物理学习能力水平调查问卷》凹1见附录(二)，该问卷选自浙江师大赵学濑撰写的《STS教育的理论和实践》，用于对学生的物理学习情况进行量化评定。它是一种自陈量表，让被试提供关于自己人格特征的报告。在量表中包括一系列陈述句或问题，每个句子或问题描述一种行为特征，要求被试根据题中所陈述的内容和自己的相符合的程度，按A(完全符合)、B(大体符合)、C(有一些符合)、O(完全不符合)四个等级加以评定。问题分为正向计分和反向计分两种，第4题选A得1分，选B得2分，选C得3分，选D得4分，其他题目选A得4分，选B得3分，选C得2分，选D得1分，量表的满分为80分，得分越高，表明该学生的学习能力越强。3结果与分析3．1数据统计与处理方法本实验采用的样本容量为30，将实验班与对照班的物理成绩以及物理学习兴趣、物理学习能力的测试数据输入计算机，用Excel软件进行统计分析，对差异显著性运用Z检验。。Fy平均成绩：X=鱼尘标准差：S=疗⋯⋯北2藤Xl--．X’2式中五、X2为样本1、样本2的平均数；S2、是2为样本1样本2的方差；啊、刀：为样本1、样本2的容量。36 3．2数据统计结果与分析3．2．1物理成绩测试结果3．2．1．I实验班与对照班整体物理成绩测试比较表l实验班与对照班各次物理成绩测试统计比较表测试样本人数平均分标准差Z值差异显著性检验nSP值比较差异程度x刖八年级实验班3067．3713．440．16P>O．05不显著测期末考对照班3067．9313．58月考1实验班3072．037．331．46P>O．05不显著对照班3068．5310．93有差异中月考2实验班3075．3710．982．11PO．05不显著测期末考对照班1082．81．94月考1实验班1076．55．920．1P>O．05不显著对照班1076．27．11中月考2实验班1081．16．860．42P>O．05不显著对照班1079．68．78期中实验班1084．42．Ol1．68P>O．05不显著测考试对照班1081．25．69月考3实验班10875．010．75P>O．05不显著对照班10903．83 后期末实验班1094．32．722．29PO．05不显著测期末对照班1067．93．53月考1实验班1070．57．67O．8P>O．05不显著对照班1066．812．47中月考2实验班1075．19．601．6lP>O．05不显著有差异对照班1067．312．OO期中实验班1077．65．681．57P>O．05不显著有差异测考试对照班1073．26．85月考3实验班lO854．852．52PO．05不显著测期末对照班1053．19．82月考1实验班i069．16．042．14PO．05不显著有差异测考试对照班1063．815．77月考3实验班10826．093．45PO．05不显著测期末对照班157l9．08月考1实验班15737．23O．49P>O．05不显著对照班1570．812．37中月考2实验班1572．4711．16O．59P>O．05不显著对照班1569．2713．04期中实验班1579．277．161．71P>O．05不显著有差异测考试对照班1574．26．09月考3实验班1584．356．591．38P>O．05不显著有差异对照班1578．9310．52后期末实验班1589．89．672．14PO．05不显著测期末对照班1564．8716．37月考1实验班1571．077．3l1．34P>O．05不显著对照班1566．278．71中月考2实验班1578．279．981．9P>O．05不显著有差异对照班1568．213．46期中实验班1578．336．671．24P>O．05不显著有差异测考试对照班1571．2716．69月考3实验班1584．854．861．62P>O．05不显著有差异对照班1574．3519．94后期末实验班1586．476．262．05PO05不显著对照班：j033655后测实验班30428524232P(O05碡著对照班3039l6956“删开测剧7实骑班与对照班研究f竹后物理学习兴趣水平测试比较敞数经过一个学期的教学实验，结果表明：实验班学寸相对于对照班学生学习物那的兴趣较高，上L离敞度较／1、，有较显著的差异。冈此表明在宅u中物理教学过程叶1采刚探究式教学策略有利于提高学生学习物理的必趣。23物理学习能力水平测试结果丧8实验班与对照班研究H口J吾物胛学习能力水下测试【匕较袭测试后测样本人数半均分“孑实验班l3054坩照班305403实验班差升显著性榆验ll980．02P>O05不驻著对照班30j6231197209P”、“=”或“<”)．若该演员和平衡杆的总重力为490N，两脚与钢丝绳之间在垂直压力方向上的有效面积为2×10—3Ⅲ2，则钢丝绳受到的压强为Pa．图418．我们的日常生活中有很多事例应用了大气压的知识，例如：抽水机利用大气压把水从低处抽到高处．请你仿照示例另举出有关大气压应用的两个实例．19．如图5是一种拉杆式旅行箱的示意图，它使用时相当于一个——(填“省”或“费”)力杠杆；若箱和物品共重100N，动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力，至少为／驴甲图5图6图720．如图6所示，用滑轮组匀速提升物体月时，弹簧测力计的示数为N，如果不计滑轮重和摩擦，物体月的重力为N．21．(1)如图7所示，甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体，比较甲、乙两容器底受到的压强，则P甲p乙(选填“>”、“=”或“<”)．(2)刘家峡水电站的水库大坝高147nl，当水库水位为130In时，坝底受到的水的压强是——Pa．22．小明在大海里游泳时，感觉身子比在淡水里游泳更轻，在大海里游泳更容易．他猜想：这种感觉可能与海水的密度有关．他设计了一个实验，实验的主要器材有：一个装有水的烧杯、一块比水的密度稍人的小塑料块、一包食盐、一根玻璃棒等．实验过程：把小塑料块放入装有水的烧杯中，小塑料块沉入水底(完全浸没)，然后慢慢向水中加入食盐并搅拌，直到小塑料块悬浮且静I}：在水中．通过这个实验得到的结论是：物体——(填“质量”或“重力”或“排开液体的体譬乙 积”)一定时，越大，物体所受的浮力越大．由此证明他的猜想是正确的．23．一艘轮船空载时的排水量为2600t，——t，轮船满载时受到的浮力为．满载时排水量为5600t．则轮船自身的质量为N-24．(1)电梯的桥厢连同乘客的质量为1．2t，在10s内从一层上升到7层．如果每层楼高3m，电梯电动机的功率至少是w．(2)功率是25kw的拖拉机，它4h做的功如果由平均功率是0．4kW的耕牛去完成，需要的时间是h．25．将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端．已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75％，则推力做的总功是J，物体的重是N．26．比热容是物质的一种特性．用同种物质制成质量之比为2：1的两个物体，其比热容之比为一质量均为lkg的温度相同的铜块和铅块，如果吸收了相等的热量后，则——块的温度高．四、综合题(本大题共8个小题，共44分)27．(4分)如图8，小汽车是常用的交通工具．请你运用所学的物理知识回答下面有关小汽车的问题：(1)燃料在汽车发动机的汽缸内燃烧并使汽油机工作，在这个过程中发生了哪两次能量转化?(2)试从小汽车的外型判断小汽车在水平路面行驶时和静止时，对地面压强哪一个大?为什么?28．(1)(2)厶．图8(4分)请你根据要求画图：图9中的物体在力F的作用下静止在竖直的墙面上，请画出墙面所受压力的示意图．如图10所示，小明在使用起子起瓶盖儿．请在图中标出支点0、画出阻力尼、动力^的力臂图9图1029．(6分)太阳能是一种清洁能源．有一种太阳能热水器，水箱的容积为160L，装满水后，若水温由20℃升高到70℃，求水箱里的水吸收的热量是多少?这些热量相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量?(不计热量损失，1L=10-3m3)30．(6分)如图11所示，利用滑轮组把矿石从深20Ill的矿井中匀速拉到地面，在绳重和摩擦不计的情况下．(1)如果矿石重640N，所用拉力F是400N，滑轮组机械效率是多少?(2)动滑轮有多重?图11 31．(7分)仔细观察图12中小明和小芳的一段对话：图12已知汽车车轮与水平地面的总接触面积为1500till2，货物与车的总质量为6t．自行车车轮与水平地面的总接触面积为20cm2，骑车人及背包的总质量为75kg，自行车质量为10kg．请你根据提供的数据通过计算判断小明的说法是否正确．32．(7分)据报道，某市图书馆白天停水，由于管理人员的疏忽，水龙头处于打开状态，排水口被塞子堵住，夜里水通了，水池里的水很快溢出，漫延至图书馆各处，造成很大的损失。小明同学是学校图书馆的义务管理员，看了这则报道后，动手自制“自动拔塞器”．该装置能够在类似情况下，自动拨开塞子排水．小明首先在水池某处做记号，作为警戒线(如图13甲所示)；然后将塞子堵住排水口，打开水龙头放水至警戒线，用弹簧测力计向上拉塞子，当弹簧测力计的示数为5N时，塞子刚好被拔出(如乙图所示)；接着把水池中的水放掉，选择合适的空心密闭塑料瓶，调节塑料瓶与塞子间绳子的长度，向水池中重新放水，使得当水涨至警戒线时，塑料瓶就能把塞子拔出(如丙图所示)．(1)若小明将使用的一质量为30g，体积为750mL的空心密闭瓶放入水中，试计算该瓶静止后所受的浮力．(2)丙图中此塑料瓶排开水的体积多甲⋯国⋯甲甲乙丙图1333．(5分)引体向上是人体体能测试项目之一，引体向上是臂的拉力使身体上升而做功．那么一个中学生完成一次引体向上所做的功及功率你能算出来吗?请你写出需测出哪些物理量，用符号表达各物理量，并写出最后功和功率的表达式．34．(5分)为了探究“不同物质吸热能力的大小”，小强的实验方案如下：①用两个相同的杯子分别装入体积、初温相同的水和食用油；②用两个相同的酒精灯同时给水和食用油加热10min(此时食用油已提前沸腾)，记录水和食用油的末温．(1)指出实验中存在的问题，并提出改进措施．(2)改正错误后，应怎样判断水和食用油吸热能力的大小．